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丰田混动系统THS的工作原理

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诺言无悔
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丰田混动系统THS的工作原理:

与传统燃油汽车不同,THS的发动机起动时,不使用专门的起动机,而是使用发电机起动。汽车起动时散热器尚未工作,故无热量交换,此时燃料、电力和动力(机械力)的传递路线分别为:

燃料传递路线:油箱→发动机

电力传递路线:高压电池→充电用DC\u002FDC→驱动电池用逆变器→发电机

动力传递路线:发电机→发动机

THS结构:

THS系统的结构原理如下图所示,发动机、发电机、电机三者通过一个行星排耦合在一起,发电机与太阳轮连接,发动机与行星架连接,电机与外齿圈连接并通过主减速器与轮端连接。

由于行星排的关系,会有两个有趣的现象:

现象1:发动机转速、发电机转速、电机转速(轮端转速)三者之间是固定的数学关系,发动机转速与轮端解耦;

现象2:发动机的扭矩会永远固定比例的分配给发电机(太阳轮)、轮端(外齿圈),导致发动机的扭矩与轮端耦合。

THS既能实现发动机与轮端的转速解耦(串联特性),又能直接把扭矩传递到轮端(并联特性),所以THS是一种介于串联与并联之间的结构。

THS主要优缺点:

优点:由于发动机转速解耦,低车速可以提高发动机转速有较好的燃油经济性和动力性;

缺点:由于发动机扭矩与轮端不解耦,启机控制难度较大;由于系统存在功率循环,在高车速下效率较低,发电机低效率放电,电机低效率充电,如下图。

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